فوٹو ڈیٹیکٹر کی کوانٹم کارکردگی نظریاتی حد کو توڑ دیتی ہے۔

طبیعیات کی تنظیم کے نیٹ ورک کے مطابق حال ہی میں رپورٹ کیا گیا ہے کہ فن لینڈ کے محققین نے 130٪ کی بیرونی کوانٹم کارکردگی کے ساتھ ایک سیاہ سلکان فوٹو ڈیٹیکٹر تیار کیا ہے، جو پہلی بار ہے کہ فوٹو وولٹک آلات کی کارکردگی 100٪ کی نظریاتی حد سے تجاوز کر گئی ہے، جس کی توقع بہت زیادہ ہے۔ فوٹو الیکٹرک کا پتہ لگانے والے آلات کی کارکردگی کو بہتر بنائیں، اور یہ آلات کاروں، موبائل فونز، سمارٹ گھڑیوں اور طبی آلات میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔

فوٹو ڈیٹیکٹر ایک سینسر ہے جو روشنی یا دیگر برقی مقناطیسی توانائی کی پیمائش کر سکتا ہے، فوٹون کو برقی رو میں تبدیل کر سکتا ہے، اور جذب شدہ فوٹونز الیکٹران ہول کے جوڑے بناتے ہیں۔ فوٹو ڈیٹیکٹر میں فوٹوڈیوڈ اور فوٹوٹرانسسٹر وغیرہ شامل ہیں۔ کوانٹم ایفیشنسی کا استعمال کسی آلے جیسے فوٹو ڈیٹیکٹر کو الیکٹران ہول جوڑے میں حاصل ہونے والے فوٹونز کے فیصد کو متعین کرنے کے لیے کیا جاتا ہے، یعنی کوانٹم کی کارکردگی فوٹو جنریٹڈ الیکٹرانوں کی تعداد کے برابر ہوتی ہے واقعہ فوٹون کی تعداد

جب کوئی واقعہ فوٹون ایک بیرونی سرکٹ میں ایک الیکٹران پیدا کرتا ہے، تو آلے کی خارجی کوانٹم کارکردگی 100% ہوتی ہے (پہلے اسے نظریاتی حد سمجھا جاتا تھا)۔ تازہ ترین تحقیق میں، سیاہ سلکان فوٹو ڈیٹیکٹر کی کارکردگی 130 فیصد تک تھی، جس کا مطلب ہے کہ ایک واقعہ فوٹوون تقریباً 1.3 الیکٹران پیدا کرتا ہے۔

آلٹو یونیورسٹی کے محققین کے مطابق، اس اہم پیش رفت کے پیچھے خفیہ ہتھیار چارج کیرئیر ضرب کاری کا عمل ہے جو بلیک سلکان فوٹو ڈیٹیکٹر کے منفرد نانو اسٹرکچر کے اندر ہوتا ہے، جو کہ اعلیٰ توانائی والے فوٹونز سے متحرک ہوتا ہے۔ اس سے پہلے، سائنس دان حقیقی آلات میں اس رجحان کا مشاہدہ کرنے کے قابل نہیں تھے کیونکہ برقی اور نظری نقصانات کی موجودگی نے الیکٹرانوں کی تعداد کو کم کر دیا تھا۔ مطالعہ کے رہنما پروفیسر ہیرا سیورن نے وضاحت کی کہ "ہمارے نانو سٹرکچرڈ آلات میں کوئی دوبارہ مجموعہ نہیں ہے اور نہ ہی کوئی عکاسی نقصان ہے، لہذا ہم تمام ضرب شدہ چارج کیریئرز کو جمع کر سکتے ہیں۔"

اس کارکردگی کی تصدیق انسٹی ٹیوٹ آف فزیکل ٹیکنالوجی آف دی جرمن نیشنل میٹرولوجی سوسائٹی (PTB) نے کی ہے، جو یورپ میں پیمائش کی سب سے درست اور قابل اعتماد سروس ہے۔

محققین نوٹ کرتے ہیں کہ اس ریکارڈ کی کارکردگی کا مطلب یہ ہے کہ سائنس دان فوٹو الیکٹرک کا پتہ لگانے والے آلات کی کارکردگی کو بہت بہتر بنا سکتے ہیں۔

"ہمارے ڈیٹیکٹرز نے خاص طور پر بائیو ٹیکنالوجی اور صنعتی عمل کی نگرانی کے شعبوں میں بہت زیادہ دلچسپی پیدا کی ہے،" ڈاکٹر میکو جنٹونا، ایلفیس انک کے سی ای او نے کہا، آلٹو یونیورسٹی کی ملکیت والی کمپنی۔ بتایا جاتا ہے کہ انہوں نے تجارتی استعمال کے لیے ایسے ڈیٹیکٹر تیار کرنا شروع کر دیے ہیں۔